唐宾;时胜德乙烯基三乙氧基硅烷
【摘 要】曲柄摇杆分插机构具有结构简单、工作可靠和插秧质量好等特点,在水稻分插机中普遍使用.但由于分插机构做反复式运动必然产生惯性力,机构惯性力引起机器振动,限制了水稻插秧机生产率的提高.为此,对水稻插秧机摇杆式分插机构的动力学问题进行了研究,通过对曲柄摇杆分插机构的动力学分析、推秧过程的动力学分析以及碰撞过程的动力学分析,建立了栽植机构的动力学模型.利用上述方法到了机器振动的原因,采用曲柄附加平衡块和改变缓冲垫刚度的办法,平衡并减少部分惯性力,提高单位时间工作插次,从而提高水稻插秧机的工作效率.
【期刊名称】酵母表达《农机化研究》
【年(卷),期】2009(031)010
【总页数】5页(P52-56)
【关键词】水稻插秧机;曲柄摇杆分插机构;运动学和动力学分析;动力学模型;平衡配重
【作 者】唐宾;时胜德
【作者单位】广西大学,机械学院,南宁530004;广西大学,机械学院,南宁530004
【正文语种】中 文
【中图分类】S223.91
0 引言
目前，摇杆式水稻分插机构是应用最普遍的水稻秧苗栽植机构[1]。由于分插机构做反复式运动，必然存在不断变化的加速度，而该机构又是由具有一定质量的元件组成，必然产生惯性力。机构惯性力引起机器振动，限制生产率的提高[2]。针对上述问题，本文对水稻插秧机摇杆式分插机构的动力学问题进行研究，出相应的到解决办法。
1 曲柄摇杆式分插机构的组成
曲柄摇杆式分插机构的结构，主要由曲柄、栽植臂、分离针、推秧器和杆组成，如图1所示。
1.分离针 2.推秧器 3.拨叉 4.推秧弹簧 5.凸轮 6.曲柄 7.栽植臂 8.摇杆图1 曲柄摇杆式分插机构
当曲柄等速转动时，带动连杆(栽植臂)运动，连杆上的秧爪产生一定的运动轨迹，完成插秧过程[3]。曲柄、栽植臂、摆杆和机架组成曲柄连杆机构。
2 机构的运动学分析
栽植机构简化为曲柄摇杆机构[4]，如图2所示。OA为曲柄，AB为栽植臂(连杆)，BC为摇杆，D点为秧爪。
图2 栽植机构简化为曲柄摇杆机构示意图
2.1 建立位移方程
1) 矢量方程。
(1)
其中，α2和α3为未知数。将方程组(1)联立后得
2L3[cosα3(xC-xA)+sinα3(yC-yA)]=0
设则有
(2)
设cos(α3-β)=A,α3-β在0和π之间，α3可求。
2) 曲柄OA的质心。
(3)
3) 连杆AB的质心。
(4)
4) 摇杆BC的质心。
(5)
2.2 建立速度方程
1) A点。
(6)
2) B点。
(7)
3) OA质心。
(8)
4) AB质心。
(9)
5) BC质心。
(10)
6) BC杆角速度。
(11)
7) AB杆角速度。
(12)
艾斯特拉达2.3 建立加速度方程
1) A点。
(13)
2) OA质心。
(14)
3) BC角加速度。
(15)
4) AB角加速度。
(16)
(17)
5) AB质心。
(18)
6) BC质心。
(19)
3 推秧过程的动力学分析
在推秧过程中，推秧机构做平面复合运动，其牵连运动为连杆的平面运动，相对运动为拔叉绕轴e转动，如图3所示。推秧过程受力分析如图4所示。
1.缓冲垫 2.推秧杆 3.推秧弹簧 4.拔叉 5.凸轮 6.栽植臂图3 推秧装置示意图
1.推秧杆 2.拔叉 3.推秧弹簧 4.栽植臂图4 推秧装置推秧过程受力分析邻苯二甲酸酯
拔叉动力学方程[4]为
(20)严妍人体
(21)
(22)
式中 F6—弹簧对拨叉压力，且F6=K2(Sm-θS2)；
Sm—弹簧最大变形量；
F5—滑道对推秧杆阻力；
F7—油液对拨叉阻力，
θ—拨叉转角；尘世佛心
拨叉角速度和加速度；
m5—拨叉质量；
m6—推秧杆质量，M=m5+m6；
栽植臂上e点NN方向加速度；
栽植臂上e点NT方向加速度；
NT,NN—铰链点e对拨叉作用力的互相垂直分量；
S6—推秧装置质心到转动中心e距离；
JP—拨叉转动惯量；
S3—推秧杆到转动中心e距离；
S2—弹簧作用点到转动中心距离；
K2—弹簧弹性系数；
K7—拨叉阻尼系数；
K3—缓冲垫弹性系数。
设则式(22)简化为
(23)
通过分析可知，b2-4ac>0。其齐次方程通解为
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